Memória

Memória RAM é um dos principais recursos computacaionais e precisa ser cuidadosamente gerenciado, pois é um recurso finito e não existe memória rápida e não-volátil. Portanto, os SOs., modernos precisam ser projetados para lidar com essas características

Os registradores são manipulados diretamente pelos programas ou pelo hardware
Memória cache e completamente gerenciada pelo hardware
O foco da gerência de memória é da RAM
Já a memória secundária (Discos, etc) serão vistas na gerência de arquivos

Funções Básicas

Programas são armazenados em memória secundária e precisam ser transferidas para a memória principal
O SO deve transferir programas da memória secundária para a principal antes de serem executados
Devido a diferença de tempo, é desejável que se mantenha em memória os processos em uso e reduzir as operações e E/S para melhor performace do sistema.

Dessa forma, a gerência de memória deve manter o maior níemro de processos residentes, buscando maximizar o compartilhamentpo de recursos, mesmo na ausência de espaço livre, deve-se permitir que novos processos sejam criados.

A memória alocada para um programa deve ser protegida.

A principal função de um gerente de memória é determinar o esquema de gerência que será utilizado e implementar eficientemente. Mas também possui funções secundárias que não dependem do esquema de gerência.

Esquemas de Gerenciamento de Memória

Sem abstração de memória

Esquema de alocação contígua simples
Implementada nos primeiros SOs
Cada programa vê uma memória física completa
O usuário possui controle sobre todo o espaço de memória

Nesses sistemas, a instrução LOAD R1, 1000:

CPU move o conteúdo da posic1ão de memória 1000 para o registrador 1
Normalmente, cada endereço de memória possio 8 bits

Porém, observe que nesse caso dois programas iguais não podem executar ao mesmo tempo, se um programa escreve um valor em uma outra posição, o outro programa irá sobrescrever esse valor alguma hora, mas o modelo sem abstração de memória permite diferente organizações na estrutura da memória e SO.

Nesse modelo, o SO pode estar na parte inferior da memória e o restante está disponível para o usuário.
Erros nos programas podem causar falhas gerais no sistema. Por isso, o hardware pode ser necessário para proteger áreas do SO de programas executando, para isso, pode usar um registrador para proteção.
O SO é armazenado em memória de leitura e escrita
Modo utilizado pelos primeiros computadores pessoais como MS-DOR
A porção ROM é chamada de BIOS
Multiprogramação, faz partições de memória, porém isso não é trivial, para mudar o tamanho dessas partições é preciso reiniciar o SO.

Com Abstração de Memória

Busca tratar memória como algo relativo dentro do processo.
Solução simples de realocação dinâmica
Todos os endereços no cóodigo binário executável são de 0 a X
Uso de registradores base e limite permite o esquema de partic1ões de tamanho variável

Desta forma, o sisteman não aloca previamente espações de memória, mas a medida que os programas são criados, uma área de memória com o tamanho necessário para o programa é reservada a eles.

Algortimos de Controle de Memória, Swapping e Overlay

Algoritmos de Controle: São as "regras de etiqueta" da memória. O sistema precisa decidir qual dado remover quando a RAM enche. O mais comum é o LRU (Least Recently Used): o sistema joga fora o que não é usado há mais tempo.

Exemplo: Imagine uma mesa de estudos pequena, você guarda na gaveta o livro que não abre há horas para dar lugar ao que acabou de chegar.

Swapping: É a técnica de tirar um programa inteiro da RAM e jogá-lo temporariamente no disco rígido para liberar espaço, trazendo-o de volta depois.

Exemplo: Você para de ler um livro e o coloca na estante para poder abrir outro na mesa. Quando precisar do primeiro, destroca.

Overlay: Técnica antiga onde o próprio programador dividia o programa em partes. Só a parte necessária para aquele momento era carregada.

Exemplo: Um manual de instruções tão grande que você só destaca e leva para a oficina a página do motor, deixando o resto em casa.